Интересная биология: фазы митоза

1. Что такое митоз?
2. Из чего состоит деление клетки: 4 фазы митоза
3. Митоз vs мейоз – в чем разница?
4. Примеры вопросов ЕНТ по темах «Митоз» и «Мейоз»

Способность к размножению являет собой неотъемлемую черту живых организмов, а значит и клетки. И, для того чтобы размножаться, она поддается делению. Одни клетки делятся довольно часто, например, эпителий желудка обновляется каждые 12 часов. Другие делятся очень медленно или вообще не делятся, как отдельные нервные клетки или эритроциты. 

В этой статье рассмотрим особенности жизнедеятельности клетки. В частности, детально проанализируем, как происходит митоз, какое биологическое значение он несет для живых организмов, а также частично затронем мейоз.

Что такое митоз?

В процессе деления передается генетическая информация. Митоз – это когда из одной материнской клетки создаются две дочерние. Также стоит разъяснить понятие клеточного цикла, который являет собой период существования клетки между двумя делениями либо же между делением и прекращением существования. Попросту цикл состоит из:

• делений;
• периода между делениями под названием «интерфаза».

Длительность цикла у разных организмов отличается, к примеру, у эукариотических клеток она составляет от 10 до 80 часов. 

Кстати, зачастую клетка около 90% своего существования проводит в интерфазе. В этот период она запасает энергию, интенсивно синтезирует белки и другие органические соединения, удваивает свою ДНК, митохондрии и у растений пластиды. То есть осуществляет подготовительные процессы. Рассмотрим их подробнее:

• Фаза G1 – клетка готовится к синтезу белков, растет и развивается.
• Фаза S (или синтетическая) – на этом этапе наблюдаем синтез новой ДНК в результате процессов репликации (удвоения). Каждая из наших 46 одинарных хромосом удваивается. Так что она состоит уже не из одной хроматиды, а из двух. В этом периоде хромосома включает 2 ДНК. 
• Фаза G2 – в данной фазе клетка активно функционирует и уже готова к делению.

Большинство эукаристических клеток делятся с помощью митоза, который еще называют M фазой. При этом хромосомы уплотняются и начинает формироваться веретено деления. Последнее состоит из множества микротрубочек и обеспечивает равномерное распределение хромосом между новосформированными клетками. 

Это главная отличительная особенность митоза – точное и равномерное разделение генетического материала. 

Темы митоза и мейоза – одни из самых распространенных на ЕНТ. Поэтому разбирать их стоит очень тщательно, как и многие другие. Еще лучше, если вы обратитесь за помощью к репетитору. На платформе BUKI School всегда можно найти подходящего под ваш запрос квалифицированного специалиста. 

Из чего состоит деление клетки: 4 фазы митоза

Профаза

В этот период основные изменения касаются ядра, в котором заключена наследственная информация ДНК. 

1. Сначала под микроскопом можно наблюдать уплотнение хроматина – белков и молекул ДНК, составляющих хромосомы. Так что можно хорошо разглядеть их форму и посчитать количество. 
2. Далее происходит укорачивание и спирализация хроматид – дочерних молекул ДНК, которые формируются во время репликации. 
3. В этой же фазе начинает появляться и веретено деления. В клетках высших растений оно образуется без участия центриолей (небольшие органеллы возле ядра), а в животных клетках – с участием. В составе веретена находится два типа микротрубок: полюсные (тянутся от полюсов) и хромосомные (исходят от центромер). Центромера, то есть центральная область хромосомы, становится все больше заметной. К ней и прикрепляются нити веретена, которые помогают хромосомам двигаться к центру. 
4. Постепенно уменьшаются ядрышки. Оболочка ядра разрушается, и хромосомы вскоре оказываются прямо в цитоплазме. В итоге формируются митотические хромосомы, которые приобретают компактную упорядоченность. 

Между прочим, митоз еще называют непрямым делением. Так, например, во время прямого деления (или амитоза) специальный аппарат деления отсутствует. 

Метафаза

Во время этой фазы веретено деления полностью сформировано. Завершается процесс спирализации, то есть уплотнения, хромосом. Они выстраиваются в условный ряд по центру клетки – так называемую экваториальную пластинку. 

Микротрубки веретена крепятся к кинетохору (белковой конструкции на хромосоме) каждой хромосомы. Затем они как бы выравнивают их расположение по центру. Это значит, что хромосомы расположены на одинаковом расстоянии от полюсов клетки.

В таком положении они находятся достаточно длительное время. А это значит, что в метафазе их наиболее удобно подсчитывать. 

Заканчивается эта фаза тем, что хроматиды отделяются друг от друга. 

Анафаза

В этом периоде происходит разрыв хромосом на гомологические половинки – хроматиды. Они двигаются к противоположным полюсам клетки благодаря делению центромер. Каждая из хроматид соответствует половине профазной хромосомы. 

Кстати, эта фаза самая короткая. 

Телофаза

Начинается она с момента прекращения движения хромосом и охватывает следующие процессы:

1. Хроматиды на разных полюсах клетки начинают декомпактизироваться. То есть стают новыми хромосомами. 
2. Еще происходит окончательное деление цитоплазмы – цитокинез. В животных клетках создается внутри перетяжка, которая и делит их пополам. В растительных клетках при активном участии комплекса Годжи сначала формируются клеточные стенки.
3. Ядерная оболочка и ядрышки формируются заново.
4. Телофаза – дегенерация циклина В, то есть расщепления материала, отвечающего за активацию митотического процесса. Поэтому эту заключительную фазу называют еще «профазой наоборот». 
5. Также, начиная с полюсов, постепенно распадается веретено деления, которое уже выполнило свою функцию. 

Итого, клетка разделилась пополам, а хромосом меньше не стало. В каждой созданной клетке их осталось столько, сколько и было изначально в материнской клетке. Почему так? Во время синтетической фазы клетка произвела вдвое больше ДНК. 

Читайте также: Куда можно поступить после 9 класса: профессии и колледжи Казахстана

Митоз vs мейоз – в чем разница?

Для начала ознакомимся с такими терминами: 

• Диплоидный набор хромосом – это двойной набор, свойственный для соматических клеток. В нем каждая хромосома имеет парную, которая соответствует ей по размеру и строению. Обозначается как 2n. 
• Гаплоидный набор хромосом – это половинный набор, характерный для половых клеток, или гамет. В нем все хромосомы отличаются друг от друга по строению. Обозначается как 1n.

Итак, главная разница между этими двумя типами деления заключается в разном наборе хромосом. В результате митотического деления дочерние клетки получают такую же генетическую информацию, какая была в материнской клетке. В итоге мейотического деления дочерние клетки получаю вдвое меньший набор хромосом. 

Также процесс мейоза состоит из двух последовательных делений. 

• Во время профазы I происходит скручивание молекул ДНК. В составе каждой из хромосом – две хроматиды: 2n4c. Имеет место процесс кроссинговера – гомологические хромосомы обмениваются генетическим материалом. 
• Анафаза I характеризуется редукцией, когда число хромосом сокращается в 2 раза. Так что полюса клетки имеют гаплоидный набор 1n2c, а сама клетка – 2n4c. 

Во втором этапе делятся две гаплоидные клетки, сформировавшиеся во время первого деления. 

• В профазе II клетка уже имеет набор 1n2c, разрушаются ядерные оболочки. 
• В метафазе II к каждой хроматиде крепятся нити веретена деления.
• В анафазе II сестринские хроматиды с помощью нитей оттягиваются к полюсам клетки. Хроматиды превращаются в отдельные хромосомы, направляющиеся к полюсам. Набор полюсов равен 1n1c. А клетка имеет уже 2n2c набор. 
• В заключительном периоде – телофазе II – в итоге деления цитоплазмы получаем 4 гаплоидные клетки, имеющие набор 1n1c. При этом хромосомные наборы не являются идентичными. Смысл этого явления заключается в разнообразии живых организмов.

Примеры вопросов ЕНТ по темах «Митоз» и «Мейоз»

• К собственно митозу не относится процесс:

А) образования веретена деления

Б) синтеза ДНК и белков

В) исчезновения ядерной мембраны

Г) расхождения хромосом

• В конце этой фазы ядерная оболочка распадается, ядрышко постепенно исчезает, хромосомы спирализуются и в результате этого укорачиваются и утолщаются, и их уже можно наблюдать в световой микроскоп. Речь идет о:

А) метафазе

Б) анафазе

В) профазе

Г) телофазе

• Набор хромосом и количество ДНК клетки в период анафазы I мейоза:

А) 4n2c

Б) 2n4c

В) 2n2c

Г) 4n4c 

• В ядре клетки листа томата 24 хромосомы. Сколько хромосом будет в ядре клетки корня томата после ее деления? 

А) 24

Б) 48

В) 36

Г) 12

5. Набор хромосом и количество ДНК клетки в период телофазы митоза:

А) 2n4c

Б) 2n2c

В) 2n1c

Г) 4n2c

Правильные ответы: 1. Б; 2. В; 3. Г; 4. А; 5. Б.

Образцы тестов и тренировочное онлайн тестирование можно найти на официальном сайте Национального центра тестирования.

А также для более продуктивной подготовки к ЕНТ вы можете воспользоваться услугами репетитора по биологии или химии.